CN119857177B - 载药人造心包膜及其制备方法 - Google Patents
载药人造心包膜及其制备方法Info
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Abstract
本发明涉及医药材料技术领域，尤其涉及一种载药人造心包膜及其制备方法。发明提供的载药人造心包膜可用于心脏外科术后减轻心脏与周围组织发生粘连及减轻术后炎性反应和纤维化程度，生物安全性良好；另外根据药物浓度检测，证明该薄膜具备药物缓释的效果，可在术后一段时间维持相对的药物浓度，减轻炎性反应和纤维化程度。本发明的薄膜同时具备良好的水反应性和生物降解能力，在湿润后可依靠分子间作用力和心脏组织进行完全贴附，不依靠粘性与心脏粘连，避免再次撕开对组织造成的二次伤害，并能够在植入生物体内一定时间完全降解。此外，本薄膜较传统的防粘连冲洗液相比，可按需进行剪裁，贴附在所需部位，避免过度冲洗对其他组织造成影响。
Description
技术领域
本发明涉及医药材料技术领域，尤其涉及一种载药人造心包膜及其制备方法。
背景技术
近年来，随着心脏外科技术的不断进步，二次手术的比例也逐渐增高，粘连成为影响再次手术效果的重要因素。如在冠状动脉旁路移植术中，粘连会导致出血相关严重并发症的发生率显著增加。
目前，抗粘连材料可分为两大类：非吸收性材料与生物可吸收性材料。非吸收性材料包括人工合成膜和异种移植物膜。其中人工合成膜包括硅酮橡胶、膨体聚四氟乙烯膜、聚乙烯薄膜、涤纶网等。生物可吸收材料包括聚乳酸、羧甲基纤维素、透明质酸薄膜等。
目前的非可吸收材料作为抗粘连材料作为体内永久性异物，可能引起体内的炎症反应。而单一的防止心脏粘连薄膜只起到隔离作用，促进组织愈合、减少心肌纤维化和炎症反应、提高心功能恢复方面并无良好效果。另外，目前防术后粘连的凝胶或薄膜无法按需进行剪裁和贴附，薄膜与心脏一旦粘连后很难撕下，可能会造成组织挫伤二次伤害。
中国专利CN201711425189公开了一种用于心脏外科术后可吸收抗粘连材料及其制备的膜，使用壳聚糖、明胶、甘油、胶原蛋白、丝素蛋白制备成的隔离薄膜，具有良好的生物相容性、可吸收降解，能够预防术后心脏与周围组织粘连、保护心脏功能；该种防粘连膜只能单一起到物理放粘连的效果，不具备抗炎抗氧化的能力。
中国专利CN201310214708.2公开了一种创口冲洗、外科手术用防粘连液及制备方法和应用，使用羧甲基纤维素钠、褐藻寡糖、羟乙基淀粉、聚乙二醇、氯化钠，通过搅拌或交联的方式和注射水混合，制成膜状物或液体，具有止血、抗菌、防粘连、促愈合多种功能；该种防粘连冲洗液无法根据需要在特定部位冲洗，冲洗液可能会影响手术区外区域，不具有抗炎抗氧化能力。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种可防止术后组织粘连减轻心脏纤维化和炎性反应的人造心包膜。
具体的，本发明的技术方案如下：
第一方面，本发明提供了一种载药人造心包膜，其由包括如下质量份的原料制备得到：聚氧化乙烯（PEO聚环氧乙烷）0.575-0.625份、聚乙二醇（PEG）0.09-0.11份、α-环糊精（α-CD）0.9-1.1份、羧甲基纤维素钠（NaCMC）0.160-0.240份、秋水仙碱0.005-0.015份。
本发明提供的载药人造心包膜采用的材料均为生物相容性较好的可吸收材料，不易引起体内的炎症反应，且可被降解和吸收；可通过缓释作用对心脏起到一定促进恢复作用，对促进组织愈合、减少心肌纤维化和炎症反应、提高心功能恢复具有较佳效果；还可按需进行剪裁，对心脏特定部位进行贴附，在加水湿润后可完全包裹心脏，不会对组织进行挫伤。
优选地，所述载药人造心包膜由包括如下质量份的原料制备得到：聚氧化乙烯0.600份、聚乙二醇0.1份、α-环糊精1.0份、羧甲基纤维素钠0.200份、秋水仙碱0.01份。
优选地，聚氧化乙烯的分子量为1×106-3×106。
优选地，聚乙二醇的分子量为1500-2500。
第二方面，本发明提供了前面第一方面所述载药人造心包膜的制备方法，其包括如下步骤：将α-环糊精加入50-70℃的聚乙二醇水溶液中，混合；再先后加入聚氧化乙烯水溶液和秋水仙碱，混合；50-70℃烘干12-24h后，在混合物表面加入羧甲基纤维素钠水溶液，50-70℃继续烘干12-24h。
本发明使用α-环糊精、聚乙二醇、聚氧化乙烯作为制备防止术后心脏粘连的主要材料，具有良好的水反应性和完全的组织包裹性，可按需进行剪裁；本发明使用秋水仙碱作为人造心包膜负载的药物，可通过薄膜进行缓释药效，减轻心脏纤维化程度和炎症反应；本发明制备双层的人造心包膜，利用NaCMC作为外层的物理隔离层，防止心脏与周围组织发生粘连，内层药物释放促进心功能恢复。
优选地，聚氧化乙烯水溶液的质量分数为3.5%-4.5%。
优选地，聚乙二醇水溶液的质量分数为1.5%-2.5%。
优选地，羧甲基纤维素钠水溶液的质量分数为1.6%-2.4%。
更优选地，所述制备方法包括如下步骤：将0.575-0.625质量份的分子量为1×106-3×106的聚氧化乙烯溶解于14-16体积份的超纯水内，配成质量分数为3.5%-4.5%的聚氧化乙烯水溶液；将0.09-0.11质量份的分子量为1500-2500的聚乙二醇溶解于4-6体积份的超纯水内，涡旋混匀后在55-65℃水浴中缓慢加入0.9-1.1质量份的α-环糊精溶解，在55-65℃水中超声水浴50-70s，得到聚氧化乙烯和α-环糊精的混合物；再加入14-16体积份的质量分数为3.5%-4.5%的聚氧化乙烯水溶液，制成α-环糊精、聚氧化乙烯和聚乙二醇的混合溶液；再加入秋水仙碱0.005-0.015质量份，使用混合脱泡机1500-2500转离心搅拌1.5-2.5分钟，重复2-4次，得到浓稠混合物；将所述浓稠混合物加入到玻璃底培养皿中，55-65℃烘箱中密封过夜，去除混合物内气泡；再在混合物表面加入质量分数1.6%-2.4%的羧甲基纤维素钠溶液4-6体积份，放入55-65℃烘箱中干燥过夜；其中，所述质量份和所述体积份的比例关系为g：mL。
本发明提供了的制备方法简单，制得的载药人造心包膜具有良好的生物相容性，可吸收降解，实施便利（水反应性和可按需修剪），能减轻心脏纤维化和炎症反应。
有益效果：
本发明提供了一种载药人造心包膜及其制备方法。本发明提供的载药人造心包膜可用于心脏外科术后减轻心脏与周围组织发生粘连及减轻术后炎性反应和纤维化程度。通过动物实验模拟心梗术后28天实验组和对照组对比发现本发明的薄膜具备减轻心脏粘连的效果，且根据体外细胞实验，证明该薄膜的生物安全性和抗粘连层抗成纤维细胞贴附的能力。另外根据药物浓度检测，证明该薄膜具备药物缓释的效果，可在术后一段时间维持相对的药物浓度，减轻炎性反应和纤维化程度。本发明的薄膜同时具备良好的水反应性和生物降解能力，在湿润后可依靠分子间作用力和心脏组织进行完全贴附，不依靠粘性与心脏粘连，避免再次撕开对组织造成的二次伤害，并能够在植入生物体内一定时间完全降解。此外，本薄膜较传统的防粘连冲洗液相比，可按需进行剪裁，贴附在所需部位，避免过度冲洗对其他组织造成影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图进行说明。
图1为本发明实验例1中人造心包膜抗粘连性结果。
图2为本发明实验例1中人造心包膜药物释放曲线。
图3为本发明实验例1中人造心包膜的电镜图。
图4为本发明实验例1中人造心包膜的水反应性结果。
图5为本发明实验例1中人造心包膜生物安全性结果。
图6为发明实验例1中人造心包膜可降解性结果。
图7为本发明人造心包膜制作过程及实物图。
具体实施方式
为防治心脏术后发生组织粘连，本发明提供了一种具有生物相容性好、可吸收降解、实施便利（水反应性和可按需修剪）、减轻心脏纤维化和炎症反应等功能的人造心包膜。
本发明采取以下技术方案：
一种可防止术后组织粘连减轻心脏纤维化和炎性反应的人造心包膜，所述材料制备的膜包括以下原料：α-环糊精（α-CD）、聚乙二醇（PEG）、聚氧化乙烯（PEO）、羧甲基纤维素钠（NaCMC）、秋水仙碱。各种材料均为可吸收降解材料，具有良好的生物相容性，不会发生自体炎性反应。
本发明提供的人造心包膜使用α-CD、PEG、PEO为制备薄膜内层的主要材料，其中a-CD和PEG作为薄膜的骨架部分，PEO作为薄膜的交联部分，在制备完后可按需进行剪裁，同时具有良好的水反应性，在遇水湿润后薄膜可发生收缩，与贴附的组织完全包裹，且揭开后不会对组织造成挫伤。
本发明提供的人造心包膜使用NaCMC为制备薄膜外层的材料，NaCMC可为组织提供一层物理隔离层，防止周围组织产生的纤维蛋白与心脏进行粘连，可有效防止术后心脏粘连情况的发生。且NaCMC与组织具有良好的生物相容性，不会引起自体发生炎性反应。
在本发明提供的其中一种较为具体且优选的实施方式中，所述制备方法为：将0.600g分子量为2×106的PEO溶解在15mL超纯水内，配成质量分数为4%的PEO溶液15mL。将0.1g分子量为2000的PEG溶解在5mL超纯水内，涡旋混匀后在60℃水浴中缓慢加入1g α-CD溶解，在60℃水中超声水浴1分钟，得到PEG-α-CD混合物后再加入15mL质量分数为4%的PEO溶液，制成α-CD/PEG/PEO溶液后加入秋水仙碱10mg，使用混合脱泡机2000转离心搅拌2分钟，重复2次。将所得到的浓稠混合物加入到玻璃底培养皿中，密封在60℃烘箱中过夜（12h），去除混合物内气泡。后在混合物表面加入2%NaCMC溶液10mL，放入60℃烘箱中干燥过夜（12h）后得到最终的药物负载人造心包膜成品
本发明提供的人造心包膜使用秋水仙碱作为薄膜内层负载的药物，可有效减轻术后或心梗后心脏纤维化的程度和面积，有助于心功能的恢复，同时也有利于减轻心脏炎性反应，减轻术后心脏与周围组织发生粘连。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本说明书所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施方式”、或“一些具体实施方式”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
在本说明书提供的实施例中，未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。
实施例1
本实施例提供了一种可防止术后组织粘连减轻心脏纤维化和炎性反应的载药人造心包膜，其制备方法为：
将0.600g分子量为2×106的PEO溶解在15mL超纯水内，配成质量分数为4%的PEO溶液15mL。将0.1g分子量为2000的PEG溶解在5mL超纯水内，涡旋混匀后在60℃水浴中缓慢加入1g α-CD溶解，在60℃水中超声水浴1分钟，得到PEG-α-CD混合物后再加入15mL质量分数为4%的PEO溶液，制成α-CD/PEG/PEO溶液后加入秋水仙碱10mg，使用混合脱泡机2000转离心搅拌2分钟，重复2次。将所得到的浓稠混合物加入到玻璃底培养皿中，密封在60℃烘箱中过夜（12h），去除混合物内气泡。后在混合物表面加入2%NaCMC溶液10mL，放入60℃烘箱中干燥过夜（12h）后得到得到最终的药物负载人造心包膜成品。
实施例2
本实施例提供了一种可防止术后组织粘连减轻心脏纤维化和炎性反应的载药人造心包膜，其制备方法为：
将0.625g分子量为3×106的PEO溶解在16mL超纯水内，配成质量分数为3.9%的PEO溶液16mL。将0.11g分子量为2000的PEG溶解在5.5mL超纯水内，涡旋混匀后在65℃水浴中缓慢加入1.1g α-CD溶解，在65℃水中超声水浴1分钟，得到PEG-α-CD混合物后再加入16mL质量分数为3.9%的PEO溶液，制成α-CD/PEG/PEO溶液后加入秋水仙碱10mg，使用混合脱泡机2000转离心搅拌2分钟，重复3次。将所得到的浓稠混合物加入到玻璃底培养皿中，密封在65℃烘箱中过夜（12h），去除混合物内气泡。后在混合物表面加入2%NaCMC溶液10mL，放入65℃烘箱中干燥过夜（12h）后得到得到最终的药物负载人造心包膜成品。
实施例3
本实施例提供了一种可防止术后组织粘连减轻心脏纤维化和炎性反应的载药人造心包膜，其制备方法为：
将0.575g分子量为2×106的PEO溶解在14mL超纯水内，配成质量分数为4.1%的PEO溶液14mL。将0.09g分子量为2000的PEG溶解在4.5mL超纯水内，涡旋混匀后在60℃水浴中缓慢加入0.9g α-CD溶解，在55℃水中超声水浴1分钟，得到PEG-α-CD混合物后再加入14mL质量分数为4.1%的PEO溶液，制成α-CD/PEG/PEO溶液后加入秋水仙碱10mg，使用混合脱泡机2000转离心搅拌2分钟，重复3次。将所得到的浓稠混合物加入到玻璃底培养皿中，密封在55℃烘箱中过夜（12h），去除混合物内气泡。后在混合物表面加入2%NaCMC溶液10mL，放入55℃烘箱中干燥过夜（12h）后得到得到最终的药物负载人造心包膜成品。
实验例1
本实验例以实施例1制备得到的载药人造心包膜为实验材料，对其抗粘连能力、药物释放浓度、微观结构、水反应特性、生物安全性、可降解性进行检测。
具体检测方法如下：
抗粘连能力：结扎小鼠心脏冠状动脉前降支构建心梗模型，同时在结扎区域植入裁剪过的人造心包膜贴片，植入28天后和未植入组进行拍照对比，观察心脏与周围组织粘连效果。
药物释放浓度：将人造心包膜置于24孔板Transwell小室中，载药层朝下放置，模拟人造心包膜贴附心脏表面释放药物。小室下层孔板内加入超纯水，每隔1天，2天，3天，4天测量孔板内溶液的吸光度。配制秋水仙碱标准浓度试剂，测量其吸光度，得到秋水仙碱吸光度-浓度标准曲线，代入测量的吸光度得到不同天数的药物释放浓度，绘制药物释放曲线。
微观结构：取1mmX1mm大小的人造心包膜用导电胶布贴在载样台上，使用扫描电子显微镜观察其微观双层薄膜结构。
水反应特性：将制备好的人造心包膜裁剪成1cmX0.5cm的矩形，置于装满超纯水的培养皿中，观察一眼时间内薄膜遇水后反应。
生物安全性：将原代小鼠成纤维细胞分别移植含人造心包膜和不含薄膜的6孔板上，构成实验组和对照组，并使用F-actin、DAPI对细胞进行免疫荧光染色，观察细胞生长状态。
可降解性：在小鼠心脏表面植入人造心包膜，7天后开胸观察人造心包膜的降解情况。
检测结果见图1-6。
由图1可以看出：植入人造心包膜的实验组和未做处理的对照组相比，心脏与周围组织粘连情况较轻。
由图2可以看出：载药人造心包膜在4天内药物浓度逐渐达到平衡，表明该薄膜的药物缓释作用。
由图3可以看出：人造心包膜在扫描电子显微镜下呈双层结构，载药层结构较为疏松，利于药物释放，抗粘连层结构致密，可阻止药物释放，一定程度上确保秋水仙碱的定向释放。
由图4可以看出：人造心包膜遇水迅速反应，在2秒时间内湿润收缩，显示该薄膜的快速水反应性，可在湿润的心脏表面与组织迅速贴合。
由图5可以看出：细胞在人造心包膜上生长良好，且与对照组相比，人造心包膜上的心脏成纤维细胞贴附较少，表面该薄膜的抗成纤维细胞贴附能力，反应其抗粘连性。
由图6可以看出：在心脏表面植入人造心包膜7天后，薄膜大部分被降解，证明其可降解性。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.载药人造心包膜，其特征在于，由包括如下质量份的原料制备得到：聚氧化乙烯0.575-0.625份、聚乙二醇0.09-0.11份、α-环糊精0.9-1.1份、羧甲基纤维素钠0.160-0.240份、秋水仙碱0.005-0.015份；所述载药人造心包膜由以下方法制备得到：将α-环糊精加入50-70℃的聚乙二醇水溶液中，混合；再先后加入聚氧化乙烯水溶液和秋水仙碱，混合；50-70℃烘干12-24h后，在混合物表面加入羧甲基纤维素钠水溶液，50-70℃继续烘干12-24h。
2.根据权利要求1所述载药人造心包膜，其特征在于，由包括如下质量份的原料制备得到：聚氧化乙烯0.600份、聚乙二醇0.1份、α-环糊精1.0份、羧甲基纤维素钠0.200份、秋水仙碱0.01份。
3.根据权利要求1或2所述载药人造心包膜，其特征在于，聚氧化乙烯的分子量为1×106-3×106。
4.根据权利要求1或2所述载药人造心包膜，其特征在于，聚乙二醇的分子量为1500-2500。
5.根据权利要求3所述载药人造心包膜，其特征在于，聚乙二醇的分子量为1500-2500。
6.根据权利要求1所述载药人造心包膜，其特征在于，聚氧化乙烯水溶液的质量分数为3.5%-4.5%。
7.根据权利要求1所述载药人造心包膜，其特征在于，聚乙二醇水溶液的质量分数为1.5%-2.5%。
8.根据权利要求1所述载药人造心包膜，其特征在于，羧甲基纤维素钠水溶液的质量分数为1.6%-2.4%。
9.根据权利要求8所述载药人造心包膜，其特征在于，羧甲基纤维素钠水溶液的质量分数为2.0%。
10.权利要求1所述载药人造心包膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将0.575-0.625质量份的分子量为1×106-3×106的聚氧化乙烯溶解于14-16体积份的超纯水内，配成质量分数为3.5%-4.5%的聚氧化乙烯水溶液；将0.09-0.11质量份的分子量为1500-2500的聚乙二醇溶解于4-6体积份的超纯水内，涡旋混匀后在55-65℃水浴中缓慢加入0.9-1.1质量份的α-环糊精溶解，在55-65℃水中超声水浴50-70s，得到聚氧化乙烯和α-环糊精的混合物；再加入14-16体积份的质量分数为3.5%-4.5%的聚氧化乙烯水溶液，制成α-环糊精、聚氧化乙烯和聚乙二醇的混合溶液；再加入秋水仙碱0.005-0.015质量份，使用混合脱泡机1500-2500转离心搅拌1.5-2.5分钟，重复2-4次，得到浓稠混合物；将所述浓稠混合物加入到玻璃底培养皿中，55-65℃烘箱中密封过夜，去除混合物内气泡；再在混合物表面加入质量分数1.6%-2.4%的羧甲基纤维素钠溶液4-6体积份，放入55-65℃烘箱中干燥过夜；其中，所述质量份和所述体积份的比例关系为g：mL。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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